运算放大器电气测试中的典型参数

news2024/9/25 9:34:25

为了评估与空间应用相关的某些应力源的影响，在运算放大器的电气测试过程中会测量一组电气参数。以下是运算放大器中常用的典型参数。

尽管理想情况下，运放在输入端没有电流，输入和输出没有失调，增益无限，速度无限，输出电流无限，输入/输出范围无限，但实际上这些参数是有限的。

这些参数特性决定了器件类型的实际行为。在多种应力和条件下，这些参数的变化必须被监测，以确保在空间应用中的性能。以下是最常用的性能指标：

输入偏置电流 (Input Bias Current)：这是流入或流出输入引脚的最小电流。如果在运放前级处理低电流，这一点非常重要。此外，它也可以作为应力导致性能偏离的指标，因为这种类型的漏电流对辐射等应力非常敏感。
输入失调电流 (Input Offset Current)：这是两个输入的偏置电流之间的差值。
输出失调电压 (Output Offset Voltage)：这是当输入设置为某个固定参考值（通常是地或中间电压）时，其理想直流输出与实际直流输出之间的差值。
输入失调电压 (Input Offset Voltage)：这是必须施加到输入端的电压，以将输出恢复到理想水平，即模拟地或中间电压。
转换速率 (Slew Rate)：这是输出电压变化的最大速率。这在使用运放处理突变信号（如时钟或图像传感器输出）时尤为重要。
带宽 (Bandwidth)：这表示频率响应，通常以闭环大/小信号3dB带宽或增益带宽积表示。在电压反馈运放中，闭环增益与该增益下的3dB闭环带宽的乘积是一个常数。
开环增益 (Open-Loop Gain)：这是运放在没有正反馈或负反馈时的增益。
共模抑制比 (CMRR)：如果施加差分输入电压，理想情况下输出不应受共模电压的影响。CMRR是共模增益与差模增益的比值。
电源抑制比 (PSRR)：这表示输出不受电源电压变化影响的能力。PSRR是电源电压变化与输出电压变化的比值。
输入共模电压范围 (Input Common-Mode Voltage Range)：这是共模输入电压的范围，如果超过这个范围，会导致输出信号的总谐波失真超过指定的最大或最小值。
输出电压摆幅 (Output Voltage Swing)：这是在不发生波形削波的情况下，可以获得的相对于零的最大正或负输出。
静态电流 (Quiescent Current)：这是通常在输出禁用或输出电流接近零时消耗的电源电流。这个参数是设备变化的一个重要全局指标。
输入电压噪声 (Input Voltage Noise)：这是反映在输入引脚的理想电压源的内部噪声电压，通常以每赫兹平方根的伏特为单位表示。通常是噪声频率特性曲线在闪烁噪声之后和白噪声开始时的一个点。这个值在1nV/√Hz到20nV/√Hz之间变化。
输入电流噪声 (Input Current Noise)：这与前一个类似，但以输入端的电流形式表示。电流噪声比电压噪声变化更大，取决于输入结构。它可以在0.1fA/√Hz到几个pA/√Hz之间变化。